功率因数校正电路和医疗系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种功率因数校正电路和医疗系统。该功率因数校正电路包括：有源功率因数校正单元；充电单元，其连接所述有源功率因数校正单元的输出端；储能单元，其连接所述充电单元的输出端；三相逆变器，其连接所述储能单元的输出端并向一容性负载提供三相交流电；控制单元，其监测所述储能单元的能量并接收有关所述容性负载需要的能量的信息，当所述储能单元的能量满足所述容性负载需要的能量时，所述控制单元允许所述三相逆变器提供所述容性负载所需的能量，当所述储能单元的能量不满足所述容性负载需要的能量时，所述控制单元禁止所述三相逆变器提供所述容性负载所需的能量，并通知所述容性负载。

Power factor correction circuit and medical system

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正电路和医疗系统
本技术涉及功率因数校正电路。
技术介绍
在大型X射线设备(例如CT系统)中，扫描期间的峰值功率往往高达50kVA，甚至100kVA，因此需要较大的配电变压器。虽然有源功率因数校正(APFC)可以用于改善这一情况，但是高功率的三相APFC价格不菲。与此同时，由于在相电流大于16A时，并不存在强制的谐波电流要求，因此APFC还没有应用于大型X射线设备中。美国专利申请20050281377A1公开了基于超级电容的功率缓冲在C形臂X射线设备中的应用，其采用单相电源，输出直流电压。美国专利申请20080112537A1公开了基于超级电容的功率缓冲在CT系统中的应用，其采用三相电源，输出直流电压。中国专利CN102611188A公开了基于超级电容的功率缓冲在X射线设备中的应用，超级电容仅在大功率扫描期间接入，输出的也是直流电压。中国专利CN201393172Y公开了基于电池和超级电容的功率缓冲在X射线设备中的应用，电池和超级电容并联。中国专利CN204424980U公开了基于电池和超级电容的改进的功率缓冲在X射线设备中的应用，电池和超级电容以二极管相连。美国专利6169782B1公开了公开了基于电池和电容的功率缓冲在CT系统中的应用，电池可以通过升压电路(boostcircuit)为电容储能器充电，其输出是直流电压。上述文献缓解了峰值功率需求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提出了一种功率因数校正电路和医疗系统。根据本技术的第一方面，提供一种功率因数校正电路，包括：有源功率因数校正单元；充电单元，其连接所述有源功率因数校正单元的输出端；储能单元，其连接所述充电单元的输出端；三相逆变器，其连接所述储能单元的输出端并向一容性负载提供三相交流电；控制单元，其监测所述储能单元的能量并接收有关所述容性负载需要的能量的信息，当所述储能单元的能量满足所述容性负载需要的能量时，所述控制单元允许所述三相逆变器提供所述容性负载所需的能量，当所述储能单元的能量不满足所述容性负载需要的能量时，所述控制单元禁止所述三相逆变器提供所述容性负载所需的能量，并通知所述容性负载。在一实施例中，所述功率因数校正电路还包括第二功率因数校正单元，其连接所述三相逆变器的输出端并向所述容性负载提供三相交流电。在一实施例中，所述第二功率因数校正单元是无源的。在一实施例中，所述控制单元监测所述三相逆变器的温度和功耗，并在预设条件下关闭所述三相逆变器的大功率工作模式。在一实施例中，所述储能单元是锂电池、铅酸电池、超级电容或其组合。根据本技术的第二方面，提供一种医疗系统，包括：如上文所述的功率因数校正电路；X射线单元，所述X射线单元即所述容性负载。本技术的功率因数校正电路能提高能效，并缓解峰值功率需求。由于该电路具有储能单元，因此该电路可以用于为移动的容性负载供电。再者，由于该电路能将X射线单元的峰值功率限制到小于3kVA，因此可使用单相交流电，这就降低了对特别配备的三相交流电的依赖。最后，因为可以利用全范围的线路电压，所以本技术的功率因数校正电路对于线路波动具有鲁棒性。附图说明下面将通过参照附图详细描述本技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本技术的上述及其它特征和优点，附图中：图1为根据本技术的实施例的功率因数校正电路。在上述附图中，所采用的附图标记如下：100功率因数校正电路108三相逆变器102有源功率因数校正单元110第二功率因数校正单元104充电单元112X射线单元106储能单元114控制单元具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本技术进一步详细说明。图1为根据本技术的实施例的功率因数校正电路100。功率因数校正电路100用于将单相交流电转换为三相交流电。在本实施例中，功率因数校正电路100用于医疗系统，作为X射线单元112的电源。在其他实施例中，X射线单元112也可以是其他容性负载。功率因数校正电路100包括有源功率因数校正单元102、充电单元104、储能单元106、三相逆变器108和控制单元114。在其他实施例中，有源功率因数校正单元102和充电单元104可以集成在一起。有源功率因数校正单元102可以提高整个电路的能效。储能单元106连接充电单元104的输出端，由后者充电。储能单元106可以是锂电池、铅酸电池、超级电容或其组合。三相逆变器108连接储能单元106的输出端并向X射线单元112提供三相交流电。优选地，功率因数校正电路100还包括第二功率因数校正单元110，其连接三相逆变器108的输出端并向X射线单元112提供三相交流电。第二功率因数校正单元110能限制X射线单元112的视在功率需求。第二功率因数校正单元110最好是无源的，以降低成本。控制单元114监测储能单元106的能量并接收有关容性负载112需要的能量的信息。当储能单元106的能量满足容性负载112需要的能量时，控制单元114允许三相逆变器108提供容性负载112所需的能量。当储能单元106的能量不满足容性负载112需要的能量时，控制单元114禁止三相逆变器108提供容性负载112所需的能量，并通知容性负载112。此外，控制单元114还可以监测三相逆变器108的温度和功耗，并在预设条件下关闭三相逆变器108的大功率工作模式。本技术的功率因数校正电路能提高能效，并缓解峰值功率需求。由于该电路具有储能单元，因此该电路可以用于为移动的容性负载供电。再者，由于该电路能将X射线单元的峰值功率限制到小于3kVA，因此可使用单相交流电，这就降低了对特别配备的三相交流电的依赖。最后，因为可以利用全范围的线路电压，所以本技术的功率因数校正电路对于线路波动具有鲁棒性。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率因数校正电路(100)，其特征是，包括：/n有源功率因数校正单元(102)；/n充电单元(104)，其连接所述有源功率因数校正单元(102)的输出端；/n储能单元(106)，其连接所述充电单元(104)的输出端；/n三相逆变器(108)，其连接所述储能单元(106)的输出端并向一容性负载(112)提供三相交流电；/n控制单元(114)，其监测所述储能单元(106)的能量并接收有关所述容性负载(112)需要的能量的信息，当所述储能单元(106)的能量满足所述容性负载(112)需要的能量时，所述控制单元(114)允许所述三相逆变器(108)提供所述容性负载(112)所需的能量，当所述储能单元(106)的能量不满足所述容性负载(112)需要的能量时，所述控制单元(114)禁止所述三相逆变器(108)提供所述容性负载(112)所需的能量，并通知所述容性负载(112)。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路(100)，其特征是，包括：
有源功率因数校正单元(102)；
充电单元(104)，其连接所述有源功率因数校正单元(102)的输出端；
储能单元(106)，其连接所述充电单元(104)的输出端；
三相逆变器(108)，其连接所述储能单元(106)的输出端并向一容性负载(112)提供三相交流电；
控制单元(114)，其监测所述储能单元(106)的能量并接收有关所述容性负载(112)需要的能量的信息，当所述储能单元(106)的能量满足所述容性负载(112)需要的能量时，所述控制单元(114)允许所述三相逆变器(108)提供所述容性负载(112)所需的能量，当所述储能单元(106)的能量不满足所述容性负载(112)需要的能量时，所述控制单元(114)禁止所述三相逆变器(108)提供所述容性负载(112)所需的能量，并通知所述容性负载(112)。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明，胡朝晖，刘志燕，
申请(专利权)人：上海西门子医疗器械有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31